沸石说明书

沸石说明书：沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种。按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧和铝氧四面体组成，四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连，铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体，而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电，为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。沸石的化学组成十分复杂，因种类不同有很大差异，沸石的一般化学式为：AmBpO2p·nH2O，结构式为Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，q为阳离子电价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si原子数，y/x通常在1~5之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。例如斜发沸石的化学式为：(Na、K、Ca)2-3[Al3(Al、Si)2Si13O36]·12H2O，丝光沸石化学式为：Na2Ca[AlSi5O12]4·12H2O。由于沸石具有上述工艺特性，这些特性在工农业中已逐渐得到应用。沸石的用途归纳于表5中：沸石的主要用途应用领域主要用途离子交换除氟改良土壤，废水处理，除去或回收重金属离子，放射性废物的处理，海水提钾，海水淡化，硬水的软化吸附分离干燥剂，吸附分离剂，分子筛（对气体、液体进行分离、净化和提纯），除臭剂催化裂化石油的催化、裂化剂农牧业土壤改良剂（保持肥效）家畜（禽）饲料添加剂建材作水泥掺合料，烧制人造轻骨料，制轻质高强板材及轻质砖和轻质陶瓷制品、无机发泡剂，配制多孔混凝土，作固结材料、建筑石料造纸和塑料纸张充填剂，塑料、树脂、涂料的充填剂本公司出售的沸石化学成分：SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO68.8%12.5%2.1%3.0%1.85%沸石（Zeolite）是1956年由瑞典矿物学家Cronsted首次在玄武岩中发现的，因沸石在加热至熔融时，拌有沸腾现象而得名。目前已发现的沸石大概有40多种，而我国发现且利用的沸石大至有斜发沸石、丝光沸石、红辉沸石、方沸石、碱美沸石、钙十字沸石等10多种天然沸石矿产。沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱土金属铝硅酸盐矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种。按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都是由硅氧和铝氧四面体组成，四面体只能以顶点相连……由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。沸石的密度为：1.92—2.8g/cm、莫氏硬度为3.5—5.57，颜色较浅，多为白色、浅黄色、浅绿色、浅红色、浅褐色等。（红辉沸石的密度为：2.1—2.2，莫氏硬度为3.5—4，颜色为：白色和浅黄色）。我们先来说说沸石的性能及用途：1、离子交换性能离子交换性是沸石的重要特征之一。在沸石晶格中的孔穴中K、Na、Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧，极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶格结构也不被破坏。据了解，国内斜发沸石对离子的总交换容量在50—220mmol/100g之间变化，对一般为9—26mg/g，极少数在9mg/g以下。而丝光沸石对NH4+离子的总交换容量在50—188.73mmol/100g之间变化，对K+离子的总一般为1—9mg/g，极少数在9mg/g以上。（红辉沸石对NH4+离子的总交换容量在92.76—228mmol/100g之间变化，对K+离子的总交换容量一般为9.34—13.08mg/g）。故斜发沸石、丝光沸石和红辉沸的NH4+离子交换容量均较高，但丝光沸石对K+离子交换容量大大低于斜发沸石和红辉沸石，这是由其内部结构等特点决定的。如下表：名称NH4+离子的交换容量K+离子的交换容量斜发沸石50—220mmol/100g9—26mg/g丝光沸石50—188.73mmol/100g1—9mg/g红辉沸石92.7—228mmol/100g9.34—13.08mg/g.离子交换性能主要可用于：除氟改良土壤（可直接撒播于土壤中,调节PH值,改良盐碱地,改善土壤结构）；废水处理(废水中的镉、铬、铅、汞等重金属离子以及有机物是造成环境污染的有害物质,沸石则可通过离子交换、吸附功能将上述有害物质固定在孔穴道内,达到治理环境污染,净化水质,保护环境的功效)；海水提钾(利用天然沸石离子交换特性,使钠钾离子互相置换,以达到从海水中提取钾盐的目的)；除去或回收重金属离子、放射性废物的处理、、海水淡化、硬水的软化等等。现在我们来谈谈沸石的其它主要性能和用途。2、吸附性能：沸石是由架状晶格而形成大量孔道和孔穴，而且具有很大的比表面积，因而能产生较大的扩散力，可作为很强的吸附剂。不同沸石的晶格、电场、孔道和孔穴的数量和特性均不同，因而各种沸石对不同成分的粒子团吸附性有很大差别，即选择性吸附性。沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴之间通过开口的通道彼此相连，并与外界沟通。孔穴和通道的体积占沸石晶体体积的50%以上，其中存在许多脱附自由的沸石水。沸石水的多少，可随外界温度和湿度变化而变化。3、催化性能：由于沸石具有很大的吸附表面，可以容纳相当多数量的吸附物质，因而能促使化学反应在其表面上进行，所以沸石又作为有效的催化剂和催化载体。另外沸石有铝硅酸盐格架电荷，以及平衡离子的电荷具有局部的高电场和格架上产生酸性位置，因而可以用于加速碳酸离子型的反应。此外它还能以交换具有催化活性的金属，使其能得到最大程度的分散，保持高活性的同时又可减少重金属的用量。4、其它性能：沸石岩的热稳定性与沸石岩中所含阳离子的种类、沸石的硅铝比、沸石的内部结构等因素有关。可逆脱水性等工艺性能。天然沸石的主要用途应用领域主要用途利用功能建材工业硅酸盐水泥添加剂、混凝土固化剂、轻质陶瓷水化反应活性好、水化热低、安定性好、强度显著提高（吸水量高）农业、畜牧业肥料及肥料载体、饲料添加剂及载体、农药载体、土壤改良剂、渔业、家畜污水吸附活性、吸附缓释性、离子交换性、大表面面积、低堆密度、多孔性环境保护净化工业废水及污水、农业污水净化、（食品、水果、蔬菜）防腐剂、海水淡化、干燥剂、除臭剂选择性吸附、离子交换、分子筛功能选择性吸附、缓释、保水、杀菌性化工与石油工业特殊干燥剂、催化剂及载体催化剂及载体功能、催化与氧化作用等其它造纸、塑料、香粉载体、防锈剂、沸石吸附点燃剂天然沸石是一种新型材料，被广泛应用于工业、农业、国防等等部门，并且它的用途还在不断地开拓。例如：1、天然沸石净化养鱼水体：对养鱼水体有净化、降解、缓冲作用。是水体净化理想滤料。净化后的水体水质良好，没有影响鱼类生长的污染指标。2、作禽畜饲料添加剂：添加天然沸石粉喂养禽畜，可使禽畜皮毛光亮，食欲良好（提高体重），还能降低舍内湿度和除臭。对防治白痢、腹泻等等都能起到一定的作用。3、保氨改土：天然沸石具有良好的离子交换性和独特的多孔结构，能促进土壤的离子交换，提高土壤保持氮、钾和钙等养分的能力，对改良酸性土壤、盐碱土壤都有明显效果。通过在沸石与有机营养质混合物中培养有用微生物的方法，可制备土壤改良剂。因为沸石质轻、硬度不大、空间宽、对改良土壤效果较好。施用沸石能够保持肥料不会损失或损失甚少。因此能改善土壤和保持肥力，获得增产。4、作肥料缓释剂：天然沸石能够有效地控制肥料的缓释，可以在整个生长季节到几个生长季节慢慢地供给营养元素。其作用和优点在于：a、增加植物吸收肥料的效率；b、使被淋滤、固定和分解等造成的损失缩至很小；c、可减少施肥数量，降低成本；d、避免肥料直接接触植物或籽苗而烧伤植物或损伤籽苗；e、使肥料不挥发、不结块、除去氨味而不刺鼻，使用方便非金属矿第29卷第2期2006年3月红辉沸石吸附性能及其在肥料中应用陈南春胡存杰（1、桂林工学院材料工程中心，桂林5410042、有色金属材料及其加工新技术教育部重点实验室）摘要：以不同粒度改型红辉沸石作为复合肥的添加剂，探讨了其对肥料中有益组分钾元素的吸附行为。结果显示，改型红辉沸石的添加量为10%、粒度为74um时，能较好地吸附和实现固定钾，使钾缓慢释放，延长肥料的肥效，同时肥料不结块，可提高成球率，降低成本，有利于贮藏，改善土壤环境。内容：天然红辉沸石是含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物，由硅氧四面体和铝氧四面体组成架状硅酸盐。红辉沸石（Stellerite）是辉沸石族中一个矿物种，其化学成分（%）：SiO258.76；Al2O3，14.13；CaO，8.80；K2O，0.11；Na2O，0.18；Fe2O3，0.44；H2O+，116.87；H2O-，1.25。其计算化学式为(K0.017Na0.042Ca1.73)1.189[Al1.997Si7.05018]6.75H2O[2]。其铝氧四面体中氧原子有一价未得到饱和，整个铝氧四面体带有负电荷，由附近带正电的阳离子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等碱金属或碱土金属离子来补偿平衡。开放的结构有利于离子交换，由于水合物自由能影响较大，交换剂常优先选择一价阳离子而不是二价离子，其交换选择性顺序大致为：K+NH4+Na+Ca2+Mg2+Li+，这是典型的水合型取代序列，具有分子筛功能。通过对红辉沸石吸附性能的研究，我们以它为肥料添加剂加入到化肥中，探讨其吸附行为，发现它可延长肥料中有效成分的保留时间，同时能改善无机肥料使用所带来结块、肥效短等影响，充分发挥红辉沸石改良土壤的功能（专利号：2004100561337）。红辉沸石作为化肥载体的研究，目前尚未见到报道。1、材料与方法1.1主要材料广西资源车田红辉沸石（粉碎至所用粒度）。桂林金秋复合肥厂复合肥，其有益组分含量：N，12.4%;P2O5,7.4%;K2O,10.5%;含有机质。使用的各种化学试剂，均匀分析纯。1.2实验及测试1.2.1红辉沸石改性：分别称取粒度为47、74、124、165、246、833um的红辉沸石各50g于烧杯中，加入10%的HCL1200ml，室温浸泡8h，然后用蒸馏水洗涤至中性，在105℃下干燥，待用。称取上述处理好的红辉沸石各10g于烧杯中，加入1mol/LNH4Cl溶液100ml，室温放置8h，用蒸馏水洗涤至无氯离子，在105℃下干燥，分别制备得到不同粒度的铵型红辉沸石。1．2．2实验：根据不同粒度铵型红辉沸石吸附K+离子的特征，选择具代表性的粒度做进一步分析。将将粒径相同的铵型红辉沸石按不同百分比（2%、6%、10%、12%、20%），分别与肥料（98%、94%、90%、88%、80%）混合，混匀后置称称量皿中，放置一周，然后分别测定它们中可溶态K+的含量（表1）。称取不同粒径的铵型红辉沸石，分别按10%与肥料（90%）混匀后放置半年，然后分别测定它们中可溶态K+的含量（表2）。1．2．3测定方法：称取一定量混合物于烧杯中，分次加入约200毫升蒸馏水，搅拌，过滤，用250毫升容量瓶承接，最后稀释至刻度，摇匀。再用原子吸收分光光度法测其钾含量（即混合物中可溶态K+）。2讨论2．1铵型红辉沸石的吸附容量称取2克粒度为74um铵型红辉沸石于250ml碘量瓶中，分别准确加入200ml浓度为0.1mg/ml的KCL中性深液轻轻摇动，盖好，室温放置8h，然后吸取清液，测其浓度，得K+吸附容量为4.98mg/g；相同条件，较未经改性红辉沸石的吸附容量（1.70mg/g）增加近3倍。红辉沸石经改铵型后，由于改型离子进入其晶格，改变其晶格结构，增强了交换离子化学活性，从而可提高其对K+离子的吸附能力。2.2铵型红辉沸石在化肥中的吸附作用2.2.1不同配比混合放置一周的吸附情况：沸石具保湿作用，水分不易挥发，有利于对化肥中阳离子